JP2015134353A - アンモニアガス浄化用触媒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基材と、基材の表面に担持される多孔質物質と、多孔質物質に保持される触媒成分と、を備えたアンモニアガス浄化用触媒であって、基材は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する多数の微細流路を有するものであり、且つ、触媒成分は、Pt−CuO又はPdである。また、多孔質物質は、酸化アルミニウム(Al2O3)である。
【選択図】図1
Description
4NH3+3O2→2N2+6H2O・・・反応式(1)
しかしながら、従来のアンモニアガス浄化用触媒では、触媒性能の限界から、高いNH3転換率を得ることが困難であり、アンモニアガスを十分に浄化することができなかった。
また、反応式(1)に示される反応においては、副生成物として、N2O、NOxなどが生成してしまう。これらの副生成物は、高温下でその生成量が増加する傾向にあり、しかも、反応式(1)に示される反応は、発熱反応である。そのため、従来のアンモニアガス浄化用触媒では、高いN2選択率(すなわち、低いN2O選択率、低いNOx選択率)を得ることが困難であり、副生成物の生成量を十分に抑制することができなかった。
まず、本発明の実施形態に係るアンモニアガス浄化用触媒の基本構成について説明する。
次に、アンモニアガス浄化用触媒の性能について説明する。
(実施例1)
実施例1では、Pt−CuO−Al2O3触媒及びPd−Al2O3触媒について、酸素濃度を変化させた時の触媒活性を調べた。その結果を図2及び図3に示す。なお、実施例1は、SVが7000h-1、NH3濃度が7.8%の試験条件で行った。図2及び図3に示すように、Pt−CuO−Al2O3触媒を用いた場合及びPd−Al2O3触媒を用いた場合には、いずれの場合にも、アンモニアガスが高濃度且つ大流量(高SV)であるにも関わらず、NH3転換率が高く、しかも、N2選択率が高くなった。また、酸素濃度が高いほど、NH3転換率が高くなったが、N2選択率が低くなった。
実施例2では、触媒成分量の影響、すなわちCuO担持量を変化させて触媒活性に及ぼす影響を調べた。その結果を図4に示す。図4に示すように、CuOの担持量が増加するほど、Pt上でのNH3の過剰な酸化が抑制されることとなった。
実施例3では、触媒成分量の影響、すなわちPt担持量を変化させて触媒活性に及ぼす影響を調べた。その結果を図5に示す。図5に示すように、Ptの担持量が増加するほど、Pt上でのNH3の過剰な酸化が増加した。また、Ptの担持量が0.1g/lの触媒においては、T100が高くなり、副生成物であるN2O及びNOxの生成量が多くなった。
実施例4では、触媒成分源の変化が触媒活性に及ぼす影響を調べた。その結果を図6及び図7に示す。図6及び図7に示すように、塩化白金酸水溶液(H2PtCl5・4H2O)を含浸担持させたPt1−CuO10−Clは、塩化白金酸水溶液を含浸担持させていないPt1−CuO10よりも、NH3転換率が高くなるとともに、N2O選択率及びNOx選択率は低くなり、高い活性を示した。
実施例5では、マイクロ・フィン担持触媒の白金酸化物が触媒活性に及ぼす影響を調べた。その結果を図8及び図9に示す。図8及び図9に示すように、Pt0.1−CuO10−Cl−H触媒では、高いNH3転換率(ほぼ100%)が得られるとともに、低いN2O選択率(約4%)及び低いNOx選択率(ほぼ無視し得る程度に低い値)が得られており、極めて高い活性を示した。
実施例6では、マイクロ・フィン担持触媒の活性と、ハニカム触媒の活性とを比較した。その結果を図10及び図11に示す。図10及び図11に示すように、Pt−CuO−Al2O3触媒(Pt:1g/l、CuO:10g/l、触媒長さ25mm)は、ハニカム触媒よりも、N2O選択率及びNOx選択率が低くなり、高い活性を示した。
(実施例7)
実施例7では、Pd−Al2O3触媒について酸素濃度を変化させた時の触媒活性を調べた。その結果を図12及び図13に示す。図12及び図13に示すように、Pd−Al2O3触媒は、Pt−CuO−Al2O3触媒よりも、NH3転換率は高いが、N2O選択率及びNOx選択率はいずれも低くなった。酸素濃度の変化がPd−Al2O3触媒に及ぼす影響は、Pt−CuO−Al2O3触媒の場合とほぼ同様であった。
実施例8では、Pd−Al2O3触媒について空間速度を変化させた時の触媒活性を調べた。その結果を図14及び図15に示す。図14及び図15に示すように、Pd−Al2O3触媒は、Pt−CuO−Al2O3触媒よりも、高い触媒活性を保っており、SVによるN2選択率への影響は、ほとんど認められなかった。このことは、Pd−Al2O3触媒が高活性であり、触媒層上端部で反応が完結していることを示唆している。Pd−Al2O3触媒は、Pt−CuO−Al2O3触媒よりも、NH3転換率は高いが、N2選択率は低かった。
Claims (4)
- 基材と、基材の表面に担持される多孔質物質と、多孔質物質に保持される触媒成分と、を備えたアンモニアガス浄化用触媒であって、
前記基材は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する多数の微細流路を有するものであり、且つ、前記触媒成分は、Pt−CuO又はPdであることを特徴とするアンモニアガス浄化用触媒。 - 基材と、基材の表面に担持される多孔質物質と、多孔質物質に保持される触媒成分と、を備えたアンモニアガス浄化用触媒であって、
前記基材は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する多数の微細流路を有するものであり、且つ、前記触媒成分は、Pt−CuO−Clであることを特徴とするアンモニアガス浄化用触媒。 - 請求項1又は2において、
前記微細流路の孔径が30μm〜500μmであることを特徴とするアンモニアガス浄化用触媒。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記多孔質物質は、酸化アルミニウム(Al2O3)であることを特徴とするアンモニアガス浄化用触媒。
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